Schutzwirkung von Helmen

[Stadtkater]

Man müsste sich mal die Normen oder sportlichen Regularien für Motorradhelme anschauen und mit denen für Radhelme vergleichen.

 

[huebrator]

Äh, und wenn ich nun mit Helm nur 80g verträge, wieviel "g" hätte ich da nach oben Luft, die Amplitüde sollte doch rechnerisch gestaucht einen Wert als Differenz ausweisen.....?
Oder so...?

Auf die gemessenen Rohdaten kommt eine Filterklasse, i.d.R. ein CFC60 (bin aber kein Messtechniker). Für den 80 g Grenzwert gilt dann ein sogenanntes 3 ms Intervall, damit wird jede Spitze > 80 g aber Intervall kleiner 3 ms herausgefiltert. Viel besser wäre es für die Bewertung der Kopfbeschleunigung das Head Insurance Criteria (HIC) heranzuziehen, weil dieser die Höhe der Beschleunigung in Relation zum Zeitintervall setzt. Ich befürchte nur, das bei Auswertung des HIC in einer Fahrradhelmprüfung haarsträubende Werte herauskommen und im Vergleich zu den üblichen Anforderungen der heutige Helm ein dickes Problem hat.
Aber mit ein bisschen Zeit bekomme ich das bestimmt mal dargestellt, ich habe sogar einen frischen Spenderhelm in der Garage liegen, welchen ich dafür nutzen kann.

Ergänzend zu deiner Frage zur
„Luft nach oben“: Bei 200 g und mehr leider keine. Ab 125 g spricht man in der Literatur von erheblichen Kopfverletzungen bei Fußgängern. Und ich wiederhole mich, hier wird die Einwirkdauer nicht berücksichtigt.
Wenn wir wieder auf den erwähnten HIC Bezug nehmen (Grenzwert 1000), dann erwarte ich aus der Erfahrung heraus bei Kopfbeschleunigungen > 200 g einen HIC um 3000. In der Literatur wird bei Fußgängern ab einem HIC um die 2000 von sicher tödlichen Kopfverletzungen berichtet.
Ergo, der heutige Helm ist eine Mogelpackung.
Ich fahre trotzdem immer mit Helm.

 

[usr]

3. Helmschale: Bedingt durch seine mechanischen Eigenschaften bricht ein Schaum unter einer relativen Last, was sozusagen einem Totalverlust der Schutzwirkung gleich kommen würde und zu einem punktuellen Lasteintrag auf den Schädel führt, bei welchem die Schädeldecke bricht usw. usw.. Die äußere Schale am Helm dient daher als eine Art Lastverteiler, um genau solch mechanisches Versagen vom Schaum zu vermeiden.

Wird der Bremsweg des Kopfes dadurch irgenwie kürzer?

Der mechanische Zustand des Helmes nach Benutzung ist doch vollkommen egal, “Totalverlust der Schutzwirkung“ ist so ähnlich wie wenn sich der ADAC beklagen würde dass die Klatschzone nach dem Crashtest nicht mehr so lang ist wie vorher.

Ganz anders sieht das bei Helmen aus die nicht (nur) den Einschlag des Kopfes auf etwas sehr viel größeren schwereren entschärfen sollen sondern bei Helmen die (auch) die Impulsübertragung von kleinen, schnellen Objekten auf den Kopf managen: also fallende Steine, Werkzeuge oder auch so etwas wippte Granatsplitter. Das ist eben was völlig anderes, aber wenn man diese Aspekte bei der Betrachtung nicht sauber trennt ist die Intuition eben völlig daneben.

 

[usr]

Man müsste sich mal die Normen oder sportlichen Regularien für Motorradhelme anschauen und mit denen für Radhelme vergleichen.

Und dann nie wieder aufs Rad steigen außer mit Motorradvollausstattung? Was ist das für ein Projekt das ihr hier verfolgt? Bleib halt auf Zwift wenn du mit der Welt draußen nicht klarkommst.

 

[veloklingelis]

Auf die gemessenen Rohdaten kommt eine Filterklasse, i.d.R. ein CFC60 (bin aber kein Messtechniker). Für den 80 g Grenzwert gilt dann ein sogenanntes 3 ms Intervall, damit wird jede Spitze > 80 g aber Intervall kleiner 3 ms herausgefiltert. Viel besser wäre es für die Bewertung der Kopfbeschleunigung das Head Insurance Criteria (HIC) heranzuziehen, weil dieser die Höhe der Beschleunigung in Relation zum Zeitintervall setzt. Ich befürchte nur, das bei Auswertung des HIC in einer Fahrradhelmprüfung haarsträubende Werte herauskommen und im Vergleich zu den üblichen Anforderungen der heutige Helm ein dickes Problem hat.
Aber mit ein bisschen Zeit bekomme ich das bestimmt mal dargestellt, ich habe sogar einen frischen Spenderhelm in der Garage liegen, welchen ich dafür nutzen kann.

Ergänzend zu deiner Frage zur
„Luft nach oben“: Bei 200 g und mehr leider keine. Ab 125 g spricht man in der Literatur von erheblichen Kopfverletzungen bei Fußgängern. Und ich wiederhole mich, hier wird die Einwirkdauer nicht berücksichtigt.
Wenn wir wieder auf den erwähnten HIC Bezug nehmen (Grenzwert 1000), dann erwarte ich aus der Erfahrung heraus bei Kopfbeschleunigungen > 200 g einen HIC um 3000. In der Literatur wird bei Fußgängern ab einem HIC um die 2000 von sicher tödlichen Kopfverletzungen berichtet.
Ergo, der heutige Helm ist eine Mogelpackung.
Ich fahre trotzdem immer mit Helm.

Ich hatte meinen Beitrag irgendwie feige gelöscht. Bin aber doch froh, dass du ihn noch zitieren konntest.
Für wohl doch " Physikfremde" ist es gar nicht so leicht zu verstehen.
.....

 

[Stadtkater]

Und dann nie wieder aufs Rad steigen außer mit Motorradvollausstattung? Was ist das für ein Projekt das ihr hier verfolgt? Bleib halt auf Zwift wenn du mit der Welt draußen nicht klarkommst.

Mir ging es nur um die Kopfbeschleunigungsgrenzwerte, da ist der Vergleich mit anderen Helmen sinnvoller als mit dem Auto.
Laut neuer Norm sind es 275g beim seitlichen Aufprall auf einen Amboss mir 29,5 km/h.

 

[nolen]

... bin ich erschüttert, wie wenig der Helm kann.

Wir tragen teuer bezahlte Nussschalen auf dem Kopf, welche eigentlich nix können.

Wir? Ich nicht. Polystyrol ist überhaupt nicht teuer. Mit so etwas werdne allgemein Waren verpackt und nach dem Auspacken weggeworfen. Dazu ein bisschen farbiger Hartkunststoff drüber, ein Polster rein und Ring und Riemen. Der Preis von 7,99 € wirft dem Discounter Gewinn ab. Bei 79,99 € etwas mehr. Aber mehr als 12 € muss doch niemand ausgeben. Aber wenn es das Selbstwertgefühl steigert, bitte sehr.

Nix können? Jeder 10-€-Polystyrolhelm ist besser als gar keiner, sag ich. Hauptsache er sitzt drauf.

 

[huebrator]

Wird der Bremsweg des Kopfes dadurch irgenwie kürzer?

Der mechanische Zustand des Helmes nach Benutzung ist doch vollkommen egal, “Totalverlust der Schutzwirkung“ ist so ähnlich wie wenn sich der ADAC beklagen würde dass die Klatschzone nach dem Crashtest nicht mehr so lang ist wie vorher.

Ganz anders sieht das bei Helmen aus die nicht (nur) den Einschlag des Kopfes auf etwas sehr viel größeren schwereren entschärfen sollen sondern bei Helmen die (auch) die Impulsübertragung von kleinen, schnellen Objekten auf den Kopf managen: also fallende Steine, Werkzeuge oder auch so etwas wippte Granatsplitter. Das ist eben was völlig anderes, aber wenn man diese Aspekte bei der Betrachtung nicht sauber trennt ist die Intuition eben völlig daneben.

Ich glaube, hier haben wir und etwas missverstanden. Ich wollte nur etwas zur Funktion der äußeren Helmschale erläutern, welche den Schaumkorpus umgibt. Bricht der Schaumkorpus beim Aufprall, ist die Schutzwirkung des Helms deutlich reduziert oder ganz weg, das wollte ich mit Totalverlust der Schutzwirkung zum Ausdruck bringen.

 

[nolen]

Aber das Brechen des Helms ist und bleibt die Schutzwirkung und es zeigt sie! Wenn der Schädel nicht gebrochen ist, ist es gut. Ist er trotzdem gebrochen, wäre das auch ohne Helm passiert, weil die Schlag-Energie zu hoch war (zu schnell gefahren oder Auto zu schnell).

 

[*cl*]

Wir? Ich nicht. Polystyrol ist überhaupt nicht teuer. Mit so etwas werdne allgemein Waren verpackt und nach dem Auspacken weggeworfen. Dazu ein bisschen farbiger Hartkunststoff drüber, ein Polster rein und Ring und Riemen. Der Preis von 7,99 € wirft dem Discounter Gewinn ab. Bei 79,99 € etwas mehr. Aber mehr als 12 € muss doch niemand ausgeben. Aber wenn es das Selbstwertgefühl steigert, bitte sehr.

Nix können? Jeder 10-€-Polystyrolhelm ist besser als gar keiner, sag ich. Hauptsache er sitzt drauf.

Optik spielt für mich schon eine Rolle. Die Billighelme sehen bei mir einfach scheiße aus. Sagt meine Frau. Und da wirds eben teuer. Leider.

 

[huebrator]

Aber das Brechen des Helms ist und bleibt die Schutzwirkung und es zeigt sie! Wenn der Schädel nicht gebrochen ist, ist es gut. Ist er trotzdem gebrochen, wäre das auch ohne Helm passiert, weil die Schlag-Energie zu hoch war (zu schnell gefahren oder Auto zu schnell).

Brechen bei sogenannter Überlast wäre zu akzeptieren, jedes System hat irgendwann ein Ende. Brechen im Funktionsbereich (für mich hier mit einem generischen Puls irgendwo bis unter 200 g über circa 20 bis 30 ms) wäre nicht okay. Mit hoher Wahrscheinlichkeit wird die Energieaufnahme des Helms beim Bruch sich schlagartig reduzieren, das bekommt inkl. der Folgen dann der Helmträger ab.
Stell dir einfach vor, wie Styropor bricht, schlagartig und ohne jede Vorankündigung. Das ist gleichzeitig die Schwachstelle im Material. Und deshalb hat der Schaumstoffkorpus einen Außenmantel aus schlagzähem Material, um diese Versagensgrenze so gut es geht „nach oben“ zu verschieben.

 

[iNeedToTrain]

So ganz kann ich der Modellierung da nicht zustimmen. Überlege mal wo der Helm die Energie absorbiert. Wenn die Einzelstücke nicht zu klein werden (man liest oft von drei Teilen etc) bleibt die absorbierte Energie im hohen Grenzbereich fast gleich, da die Schalenverformung gegenüber der Stauchung des Materials in dem Bereich unwichtiger wird. Die clustert und die Verformung im Bereich wo die Energie geschluckt wird ist eben zu stark gegenüber dem inaktiven Bereich, weshalb sich das auftrennt. Wir reden ja nicht von einer Zermalmung sondern vom Lösen großer Stücke.
Ich glaube, du hast da den komplet falschen Ansatz zur Modellbeschreibung, wenn ich ehrlich bin. Du vernachlässigst auch alles ausser Beschleunigung, was beim Auftreffen auf Strukturen eine der größten Schutzwirkungen einfach ignoriert. Stichwort Stein, der im Helm stecken bleibt.

 

[huebrator]

So ganz kann ich der Modellierung da nicht zustimmen. Überlege mal wo der Helm die Energie absorbiert. Wenn die Einzelstücke nicht zu klein werden (man liest oft von drei Teilen etc) bleibt die absorbierte Energie im hohen Grenzbereich fast gleich, da die Schalenverformung gegenüber der Stauchung des Materials in dem Bereich unwichtiger wird. Die clustert und die Verformung im Bereich wo die Energie geschluckt wird ist eben zu stark gegenüber dem inaktiven Bereich, weshalb sich das auftrennt. Wir reden ja nicht von einer Zermalmung sondern vom Lösen großer Stücke.
Ich glaube, du hast da den komplet falschen Ansatz zur Modellbeschreibung, wenn ich ehrlich bin. Du vernachlässigst auch alles ausser Beschleunigung, was beim Auftreffen auf Strukturen eine der größten Schutzwirkungen einfach ignoriert. Stichwort Stein, der im Helm stecken bleibt.

Das mit den großen und kleinen Bruchstücken sowie Bereichen mit und ohne Krafteinwirkung ist ein guter Aspekt.
Das Thema Stein wird schon berücksichtigt, das muss die schlagzähe Außenhülle bringen, welche im eigentlichen Sinne direkt wenig bis keine Energie aufnimmt, hier aber als Lastverteiler fungiert, die Kräfte dann von punktueller Last in einen größeren Bereich des Schaumstoffkorpus einleitet. Energieabbau geht i.d.R. nur über Verformung und Deformation. Man versucht dabei den Zugverband solange wie möglich zu erhalten, um Strukturen mit in den Crash einzubeziehen, welche nicht direkt beaufschlagt werden. Stichwort „intelligentes Ebergiensnagement“. Beim Bruch des Korpus ist das aber alles vorbei. Es sein denn, man hat sich bewusst dafür entschieden.

 

[iNeedToTrain]

Ja, beim Steinbeispiel wird nur Verteilt, aber das ist meines Erachtens auch eine erhebliche Schutzwirkung und widerspricht dem "Nusschalenargument".
Dass man mit besseren Strukturen erheblich mehr Energie absorbieren könnte, auch vermutlich im zeitlichen Verlauf geeigneter, vermute ich allerdings auch. Da ist bisher irgendwie noch nicht viel Innovation angekommen.

 

[huebrator]

Ja, beim Steinbeispiel wird nur Verteilt, aber das ist meines Erachtens auch eine erhebliche Schutzwirkung und widerspricht dem "Nusschalenargument".
Dass man mit besseren Strukturen erheblich mehr Energie absorbieren könnte, auch vermutlich im zeitlichen Verlauf geeigneter, vermute ich allerdings auch. Da ist bisher irgendwie noch nicht viel Innovation angekommen.

Desto mehr ich mich hier mit der Materie Fahrradhelm befasse, desto mehr bekomme ich Bock diese konzeptionell zu optimieren. Ideen hätte ich viele.

 

[grueni2]

Und nun?

Verzeih mir bitte, aber das ist eine der dümmsten Formulierugen in solchen Medien.
Ein Airbag entfaltet sich mit bis zu 170 Dezibel. Das geht nicht unter.
Fragen nach irgendwelchen Grenzwerten brauchst Du mir nicht zu stellen, ich bin nicht für solche zuständig noch muss ich sie irgendwie erklären.

 

[grueni2]

Desto mehr ich mich hier mit der Materie Fahrradhelm befasse, desto mehr bekomme ich Bock diese konzeptionell zu optimieren. Ideen hätte ich viele.

Das ist jetzt mal der bessere Ansatz.
Du erarbeitest Dir jetzt zuerst mal ein grundsätzliches Verständnis der Materie Fahrradhelm. Dann hat das auch das Hand und Fuß, wenn Du Dich zu dem Thema äußerst.
Einig sind wir uns insofern, daß ich auch Helm trage.

 

[huebrator]

Das ist jetzt mal der bessere Ansatz.
Du erarbeitest Dir jetzt zuerst mal ein grundsätzliches Verständnis der Materie Fahrradhelm. Dann hat das auch das Hand und Fuß, wenn Du Dich zu dem Thema äußerst.
Einig sind wir uns insofern, daß ich auch Helm trage.

Na mein lieber Grüni, du scheinst ein kleiner Stänkerer zu sein. Aus deinen Ausführungen habe ich bisher nichts außer eine polemische Äußerung wahrgenommen. Demgegenüber belehrst du mich wie ein Oberlehrer. In dieser Art und Weise kannst du dich hier gerne einmal raushalten, danke!

Ich lass mich gerne von deinem Wissen zur Materie überzeugen, nur zu oder provozierst du nur gern.

 

[*cl*]

Ja, beim Steinbeispiel wird nur Verteilt, aber das ist meines Erachtens auch eine erhebliche Schutzwirkung und widerspricht dem "Nusschalenargument".
Dass man mit besseren Strukturen erheblich mehr Energie absorbieren könnte, auch vermutlich im zeitlichen Verlauf geeigneter, vermute ich allerdings auch. Da ist bisher irgendwie noch nicht viel Innovation angekommen.

Du meinst so in Richtung Mehrschaligkeit, ala Verbundglas VSG bspw. oder auf die Spitze getrieben schusssicheres Glas?

 

[veloklingelis]

Idee! Wabenförmiger Verbundstoff mit künstlichen Seidenproteinen statt Styropor!!!!

Desto mehr ich mich hier mit der Materie Fahrradhelm befasse, desto mehr bekomme ich Bock diese konzeptionell zu optimieren. Ideen hätte ich viele.

Bin kein Fan von den jetzigen Schalen...
Aber die oberflächlichen Verletzungen werden schon mal abgewehrt...
Mir geht es aber auch um Dämpfung und Absorbtion. Wohl auch, weil das Hirn mit mit den verschieden gewichtigen "Innereien" sich geradezu Aufschaukeln kann.....( Trägheit) Und anatomisch ist dieser Grenzbereich der inneren Naturpufferung schnell? erreicht und Hirni trifft noch heilen Knochen, weil Flüssigkeit grad auf der anderen Seite ist.. Ach so irgendwie...
Unsere Psyche sagt halt, unser Schädelknochen schützt uns, und wenn wir den gut behelmen, dann sei alles safe...
Ohne grossesWissen, aber die Hirniverletzung ist oft? Auf der gegenüberliegenden Seite der Einwirkung bei stumpfen Geschichten....